(57)【要約】  逆バイアスを印加することによる発光状態が時間経過と共に変化しても、画素欠陥が流出しない有機ＥＬ表示装置の検査方法を提供する。複数の発光画素を備えた有機ＥＬ表示装置の検査方法は、複数の発光画素に対し逆バイアス電圧を印加した状態で、所定の時間、発光画素を撮像する第１のステップと、第１のステップにおいて閾値強度以上のリーク発光をした発光点を特定する第２のステップと、第１のステップ及び第２のステップを複数回繰り返した後、複数回の第２のステップのうちの２回以上のステップで同一の発光点が特定された場合に、当該発光点を含む発光画素を欠陥画素と判定する第３のステップとを含む。
2011135823.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機ＥＬ素子を有する複数の発光画素を備えた有機ＥＬ表示装置の検査方法であって、
前記複数の発光画素に対し、逆バイアス電圧を印加した状態で、所定の時間、前記発光画素を撮像する第１のステップと、
前記第１のステップにおいて、閾値強度以上のリーク発光をした発光点を特定する第２のステップと、
前記第１のステップ及び前記第２のステップを複数回繰り返した後、前記複数回の第２のステップのうちの２回以上のステップで同一の前記発光点が特定された場合に、当該発光点を含む発光画素を欠陥画素と判定する第３のステップとを含む
有機ＥＬ表示装置の検査方法。
【請求項２】
前記第１のステップの、前記発光画素を撮像する前記所定の時間においては、
前記逆バイアス電圧の電圧値を一定にする
請求項１に記載の有機ＥＬ表示装置の検査方法。
【請求項３】
前記複数回の第１のステップのうちの最初の第１のステップの開始から、最後の第１のステップの終了まで、前記発光画素に印加する前記逆バイアス電圧の電圧値を変化させない
請求項２に記載の有機ＥＬ表示装置の検査方法。
【請求項４】
前記第１のステップにおいては、前記発光画素への前記逆バイアス電圧の印加と、前記発光画素の撮像とを同期させて行う
請求項１または２に記載の有機ＥＬ表示装置の検査方法。
【請求項５】
前記第１のステップの、前記発光画素を撮像する前記所定の時間は、５〜６０秒である
請求項１〜４のうちいずれか１項に記載の有機ＥＬ表示装置の検査方法。
【請求項６】
前記第１のステップ及び第２のステップを、それぞれ３〜１０回繰り返す
請求項１〜５のうちいずれか１項に記載の有機ＥＬ表示装置の検査方法。
【請求項７】
前記第１のステップでは、冷却型ＣＣＤカメラにより撮像し、
前記第２のステップでは、前記第１のステップにおける撮像により得られた画像に基づいてリーク発光した発光点を特定する
請求項１〜６のうちいずれか１項に記載の有機ＥＬ表示装置の検査方法。
【請求項８】
前記複数回の第２のステップのうちの２回以上のステップで同一の前記発光点が特定され、前記複数回の第２のステップのうちの最後のステップにおいて前記発光点が特定されなかった場合に、
前記第３のステップにおいては、当該発光点を含む発光画素を欠陥画素と判定する
請求項１〜７のうちいずれか１項に記載の有機ＥＬ表示装置の検査方法。
【請求項９】
前記閾値強度を、前記複数の発光画素の平均輝度に基づいて決定する
請求項１〜８のうちいずれか１項に記載の有機ＥＬ表示装置の検査方法。
【請求項１０】
前記第１のステップでは、前記複数の発光画素全体からの同時発光を撮像することにより前記複数の発光画素についての平均輝度をノイズ平均値として算出し、
前記第２のステップでは、前記複数の発光画素、または、前記複数の画素の一部から発光される光を撮像して得られた画像から、前記ノイズ平均値に予め定められたオフセット値が加算された値である前記閾値強度以上の発光をした発光点を、リーク発光した発光点と特定する
請求項１〜９のうちいずれか１項に記載の有機ＥＬ表示装置の検査方法。
【請求項１１】
有機ＥＬ素子を有する複数の発光画素を備えた有機ＥＬ表示装置の製造方法であって、
前記複数の発光画素に対し、逆バイアス電圧を印加した状態で、所定の時間、前記発光画素を撮像する第１のステップと、
前記第１のステップにおいて、閾値強度以上のリーク発光をした発光点を特定する第２のステップと、
前記第１のステップ及び前記第２のステップを複数回繰り返した後、前記複数回の第２のステップのうちの２回以上のステップで同一の前記発光点が特定された場合に、当該発光点を含む発光画素を欠陥画素と判定する第３のステップと、
前記第３のステップにおいて欠陥画素と判定された発光画素について、リペアを施す第４のステップとを含む
有機ＥＬ表示装置の製造方法。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機ＥＬ表示装置の検査方法に関し、特にリペア可能な有機ＥＬ素子を有する有機ＥＬ表示装置の検査方法及び製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電流駆動型の発光素子を用いた画像表示装置として、有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、有機ＥＬ素子と記す。）を用いた有機ＥＬディスプレイが知られている。この有機ＥＬディスプレイは、視野角特性が良好で、消費電力が少ないという利点を有するため、次世代のＦＰＤ（Ｆｌａｔ  Ｐａｎｅｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）候補として注目されている。【０００３】
通常、画素を構成する有機ＥＬ素子はマトリクス状に配置される。例えば、アクティブマトリクス型の有機ＥＬディスプレイでは、複数の走査線と複数のデータ線との交点に薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）が設けられ、このＴＦＴに保持容量素子（コンデンサ）及び駆動トランジスタのゲートが接続されている。そして、選択した走査線を通じてこのＴＦＴをオンさせ、データ線からのデータ信号を駆動トランジスタ及び保持容量素子に入力し、その駆動トランジスタ及び保持容量素子によって有機ＥＬ素子の発光タイミングを制御する。この画素駆動回路の構成により、アクティブマトリクス型の有機ＥＬディスプレイでは、次の走査（選択）まで有機ＥＬ素子を発光させることが可能であるため、デューティ比が上がってもディスプレイの輝度減少を招くようなことはない。しかしながら、アクティブマトリクス型の有機ＥＬディスプレイでは、発光画素の構造が微細化、薄型化されるほど、また、発光画素数が増加するほど、微細加工を必要とする製造工程において、有機ＥＬ素子の短絡や開放といった電気的な不具合が発生してしまう。【０００４】
これに対し、有機ＥＬ素子に起因する欠陥画素を検出する技術が特許文献１に開示されている。特許文献１では、有機ＥＬ素子に逆バイアスを印加する手段と、完全遮光状態で有機ＥＬ素子からのリーク発光状態を撮像する手段と、撮像画像を検査する手段とを備えた検査装置において、撮像画像から所定の輝度以上のリーク発光を検出する。これにより、有機ＥＬ素子の潜在的な不良箇所を短時間で検査して、有機ＥＬ素子全体が良品か否かを判定でき、当該検査装置が量産検査装置として使用できるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２１４４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載された欠陥部の検出方法では、逆バイアス電圧を印加することによる発光状態は時間経過と共に変化するため、撮像タイミングによっては検出できない発光が存在し、リーク発光が生じている画素欠陥が流出してしまう。【０００７】
すなわち、本願発明者が新たに発見した知見によれば、欠陥部のなかには、逆バイアス電圧の印加を開始した初期においては、リーク発光が生じるものの、やがてリーク発光が消失してしまうようなものや、反対に、逆バイアス電圧の印加を開始した初期においては、リーク発光が生じないものの、やがてリーク発光が生じるようなものも存在するため、特許文献１に記載された検出方法では、かかる欠陥部を特定することができない。【０００８】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、逆バイアス電圧を印加することによる発光状態が時間経過と共に変化しても、画素欠陥が流出しない有機ＥＬ表示装置の検査方法及び製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る有機ＥＬ表示装置の検査方法は、有機ＥＬ素子を有する複数の発光画素を備えた有機ＥＬ表示装置の検査方法であって、前記複数の発光画素に対し、逆バイアス電圧を印加した状態で、所定の時間、前記発光画素を撮像する第１のステップと、前記第１のステップにおいて、閾値強度以上のリーク発光をした発光点を特定する第２のステップと、前記第１のステップ及び前記第２のステップを複数回繰り返した後、前記複数回の第２のステップのうちの２回以上のステップで同一の前記発光点が特定された場合に、当該発光点を含む発光画素を欠陥画素と判定する第３のステップとを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の有機ＥＬ表示装置の検査方法及び製造方法によれば、逆バイアス電圧印加によるリーク発光が、初期のみ生じるものや、点滅するもの、あるいは後発的に生じるものであっても、欠陥画素と判定することができるので、欠陥画素の流出を防ぐことができ、高精度に有機ＥＬ表示装置を製造すること、及び、高品質の有機ＥＬ表示装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、実施の形態に係る有機ＥＬ表示装置の構成を示す機能ブロック図である。
【図２Ａ】図２Ａは、有機ＥＬ表示装置の有する正常な発光画素の回路構成図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、有機ＥＬ表示装置の有する欠陥画素の回路構成図である。
【図３】図３は、実施の形態に係る発光画素の構造断面図である。
【図４】図４は、実施の形態に係る有機ＥＬ表示装置の検査システムのブロック構成図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態に係る有機ＥＬ表示装置の検査方法を説明する動作フローチャートである。
【図６】図６は、本発明の実施の形態に係る有機ＥＬ表示装置の検査方法におけるステップＳ０２を説明する動作フローチャートである。
【図７】図７は、本発明の実施の形態に係る有機ＥＬ表示装置の検査方法におけるステップＳ０２１で取得した画像を表す図である。
【図８Ａ】図８Ａは、本発明の有機ＥＬ表示装置の検査方法にて判定された欠陥画素のリーク発光が、時間の経過とともに消滅していくモードを表すグラフである。
【図８Ｂ】図８Ｂは、本発明の有機ＥＬ表示装置の検査方法にて判定された欠陥画素のリーク発光が時間の経過に関係なく継続的であるモードを表すグラフである。
【図８Ｃ】図８Ｃは、本発明の有機ＥＬ表示装置の検査方法にて判定された欠陥画素のリーク発光が時間の経過とともに頻発するモードを表すグラフである。
【図８Ｄ】図８Ｄは、本発明の有機ＥＬ表示装置の検査方法にて判定された欠陥画素のリーク発光が非連続的であるモードを表すグラフである。
【図９】図９は、本発明の有機ＥＬ表示装置の検査方法にて、リーク発光点と判定されない撮像点の特性を表すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の一態様に係る有機ＥＬ表示装置の検査方法は、有機ＥＬ素子を有する複数の発光画素を備えた有機ＥＬ表示装置の検査方法であって、前記複数の発光画素に対し、逆バイアス電圧を印加した状態で、所定の時間、前記発光画素を撮像する第１のステップと、前記第１のステップにおいて、閾値強度以上のリーク発光をした発光点を特定する第２のステップと、前記第１のステップ及び前記第２のステップを複数回繰り返した後、前記複数回の第２のステップのうちの２回以上のステップで同一の前記発光点が特定された場合に、当該発光点を含む発光画素を欠陥画素と判定する第３のステップとを含むものである。
【００１３】
従来、有機ＥＬ素子に逆バイアス電圧を印加し、完全遮光状態でリーク発光を撮像することによりショートなどの欠陥を有する発光画素が検出されている。しかしながら、撮像する発光が時間経過と共に変化するため撮像タイミングによっては検出できない画素欠陥が存在する。
【００１４】
本態様によれば、複数回の第２のステップで特定されたリーク発光点を含む発光画素を欠陥画素と判定するので、点滅状態の発光や後発的な発光も含めて撮像することができる。また、検査時におけるノイズを排除し、欠陥画素の検出精度が向上する。つまり、複数回の撮像を所定時間中繰返し行い、それぞれの撮像画像から発光点の座標及び発光強度を抽出し、それぞれを比較し、複数回同じ発光が得られている発光点は欠陥位置と判断し、１回のみの発光が得られている発光点は正常（ノイズ）と判断する。よって、欠陥の流出を防ぐことができ、高い信頼性の有機ＥＬ表示装置を製造することが可能となる。
【００１５】
また、本発明の一態様に係る有機ＥＬ表示装置の検査方法は、前記第１のステップの、前記発光画素を撮像する前記所定の時間においては、前記逆バイアス電圧の電圧値を一定にすることが好ましい。
【００１６】
本態様によれば、撮像する所定の時間において、発光素子に印加される逆バイアス電圧の電圧値が変動しないため、リーク発光を確実にとらえることができる。なお、本発明においては、順バイアス電圧と逆バイアス電圧が交互に印加されるような、交流電圧を用いた電圧の印加は行わない。
【００１７】
また、本発明の一態様に係る有機ＥＬ表示装置の検査方法では、前記複数回の第１のステップのうちの最初の第１のステップの開始から、最後の第１のステップの終了まで、前記発光画素に印加する前記逆バイアス電圧の電圧値を変化させないものとすることができる。
【００１８】
また、この代わりに、前記第１のステップにおいては、前記発光画素への前記逆バイアス電圧の印加と、前記発光画素の撮像とを同期させて行ってもよい。
【００１９】
また、本発明の一態様に係る有機ＥＬ表示装置の検査方法は、前記第１のステップの、前記発光画素を撮像する前記所定の時間は、５〜６０秒であることが好ましい。
【００２０】
本態様によれば、適度な検出期間内にて高精度な欠陥画素検出を実現することが可能となる。上記期間が長すぎると、欠陥画素からのリーク発光による輝度値が平均化され、またノイズレベルが上昇してＳ／Ｎ比が小さくなってしまう。また、上記期間が短すぎると、欠陥画素からのリーク発光による輝度値の絶対値が小さく十分な信号強度が得られない。
【００２１】
また、本発明の一態様に係る有機ＥＬ表示装置の検査方法は、前記第１のステップ及び第２のステップを、それぞれ３〜１０回繰り返すことが好ましい。
【００２２】
本態様によれば、適度な検出期間にて高精度な欠陥画素検出を実現することが可能となる。上記繰り返し回数が２回の場合、全２回においてリーク発光点と特定された発光点を有する発光画素のみが欠陥画素と判定されることになり、リーク発光が経時変化する発光点を有する発光画素を正常画素として流出させる確率が非常に高くなる。一方、上記繰り返し回数が１１回以上の場合、検出時間が長くなるので、検出工程を製造工程の一環とした場合には製造コストが増加するので適切ではない。
【００２３】
また、本発明の一態様に係る有機ＥＬ表示装置の検査方法は、前記第１のステップでは、冷却型ＣＣＤカメラにより撮像し、前記第２のステップでは、前記第１のステップにおける撮像により得られた画像に基づいてリーク発光した発光点を特定することが好ましい。
【００２４】
本態様によれば、微弱な有機ＥＬ素子のリーク発光の撮像においても、所定のＳ／Ｎ比を確保することができる。よって、検査時におけるノイズを排除し、欠陥画素の検出精度が向上する。
【００２５】
また、本発明の一態様に係る有機ＥＬ表示装置の検査方法は、前記複数回の第２のステップのうちの２回以上のステップで同一の前記発光点が特定され、前記複数回の第２のステップのうちの最後のステップにおいて前記発光点が特定されなかった場合に、前記第３のステップにおいては、当該発光点を含む発光画素を欠陥画素と判定してもよい。
【００２６】
また、本発明の一態様に係る有機ＥＬ表示装置の検査方法は、前記閾値強度を、前記複数の発光画素の平均輝度に基づいて決定してもよい。
【００２７】
また、本発明の一態様に係る有機ＥＬ表示装置の検査方法は、前記第１のステップでは、前記複数の発光画素全体からの同時発光を撮像することにより前記複数の発光画素についての平均輝度をノイズ平均値として算出し、前記第２のステップでは、前記複数の発光画素、または、前記複数の画素の一部から発光される光を撮像して得られた画像から、前記ノイズ平均値に予め定められたオフセット値が加算された値である前記閾値強度以上の発光をした発光点を、リーク発光した発光点と特定するものである。
【００２８】
これらの態様によれば、微弱な有機ＥＬ素子のリーク発光の撮像において、撮像状況に応じてノイズレベルを設定できる。また、このノイズレベルと、任意のオフセット値とから、リーク発光点を特定するための閾値強度を設定できるので、撮像状況やリーク発光状況に対応した高精度な欠陥画素検出を実現することが可能となる。
【００２９】
なお、本発明は、このような特徴的な手段を備える有機ＥＬ表示装置の検査方法として実現することができるだけでなく、有機ＥＬ表示装置の製造方法として実現することができる。
【００３０】
（実施の形態）
本実施の形態における有機ＥＬ表示装置の検査方法は、複数の発光画素に対し、逆バイアス電圧を印加した状態で、所定の時間、前記発光画素を撮像する第１のステップと、第１のステップにおいて、閾値強度以上のリーク発光をした発光点を特定する第２のステップと、第１のステップ及び第２のステップを複数回繰り返した後、２回以上の第２のステップで同一の発光点が特定された場合に、当該発光点を含む発光画素を欠陥画素と判定する第３のステップとを含むものである。これにより、欠陥画素の流出を防ぐことができ、高い信頼性の有機ＥＬ表示装置を製造することが可能となる。
【００３１】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。まず、本発明の検査方法の対象となる有機ＥＬ表示装置の構成について説明する。
【００３２】
図１は、実施の形態に係る有機ＥＬ表示装置の構成を示す機能ブロック図である。同図に記載された有機ＥＬ表示装置１は、制御部１１と、表示部１２と、データ線駆動回路１３と、走査線駆動回路１４とを備える。
【００３３】
制御部１１は、外部から入力される映像信号を発光画素の発光を決定する輝度信号に変換して走査順にデータ線駆動回路１３に出力する。また、制御部１１は、データ線駆動回路１３から出力される輝度信号を出力するタイミング、及び、走査線駆動回路１４から出力される走査信号の出力タイミングを制御する。
【００３４】
データ線駆動回路１３は、各データ線へ、輝度信号を出力することにより、映像信号に対応した発光画素の発光を実現する。
【００３５】
走査線駆動回路１４は、各走査線へ走査信号を出力することにより、発光画素の有する回路素子を所定の駆動タイミングで駆動する。
【００３６】
表示部１２は、複数の発光画素がマトリクス状に配置されている。複数の発光画素のそれぞれは、データ線駆動回路１３からの輝度信号、及び、走査線駆動回路１４からの走査信号に応じて発光する。
【００３７】
図２Ａは、有機ＥＬ表示装置の有する正常な発光画素の回路構成図である。同図に記載された発光画素１５は、有機ＥＬ素子１６と、駆動トランジスタ１７と、選択トランジスタ１８と、コンデンサ１９とを備える。また、発光画素列ごとにデータ線１３１が配置され、発光画素行ごとに走査線１４１が配置され、全発光画素に共通して正電源線１５１及び負電源線１５２が配置されている。選択トランジスタ１８のドレイン電極はデータ線１３１に、選択トランジスタ１８のゲート電極は走査線１４１に、さらに、選択トランジスタ１８のソース電極は、コンデンサ１９及び駆動トランジスタ１７のゲート電極に接続されている。また、駆動トランジスタ１７のドレイン電極は正電源線１５１に接続され、ソース電極は有機ＥＬ素子１６のアノードに接続されている。
【００３８】
ここで、有機ＥＬ素子１６の構造について説明する。
【００３９】
図３は、実施の形態に係る発光画素の構造断面図である。同図に記載された発光画素１５は、基板１００と、駆動回路層１０１と、発光層１０２と、透明封止膜１１０とを備える。
【００４０】
基板１００は、例えば、ガラス基板である。また、基板１００は、樹脂からなるフレキシブル基板を用いることも可能である。基板１００は、駆動回路層１０１とともに、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）基板を構成する。なお、図３に記載されたようなトップエミッション構造の場合には、基板１００は透明である必要はないので、不透明の基板、例えば、シリコン基板を用いることもできる。
【００４１】
駆動回路層１０１は、図示していないが、基板１００の上に形成された駆動トランジスタ１７と、コンデンサ１９と、選択トランジスタ１８とを備える。駆動回路層１０１は、平坦化膜により、その上面の平担性が確保されている。
【００４２】
発光層１０２は、陽極１６１と、正孔注入層１６２と、正孔輸送層１６３と、有機発光層１６４と、バンク層１６５と、電子注入層１６６と、透明陰極１６７とを備える。
【００４３】
図３に記載された発光画素１５は、トップエミッション構造を有している。つまり、発光層１０２に電圧を印加すると、有機発光層１６４で光が生じ、透明陰極１６７及び透明封止膜１１０を通じて光が上方に出射する。また、有機発光層１６４で生じた光のうち下方に向かったものは、陽極１６１で反射され、透明陰極１６７及び透明封止膜１１０を通じて光が上方に出射する。
【００４４】
陽極１６１は、駆動回路層１０１の平坦化膜の表面上に積層され、透明陰極１６７に対して正の電圧を発光層１０２に印加する電極である。
【００４５】
正孔注入層１６２は、陽極１６１の表面上に形成され、正孔を安定的に、又は正孔の生成を補助して、有機発光層１６４へ正孔を注入する機能を有する。これにより、発光層１０２の駆動電圧が低電圧化され、正孔注入の安定化により素子が長寿命化される。
【００４６】
正孔輸送層１６３は、正孔注入層１６２の表面上に形成され、正孔注入層１６２から注入された正孔を有機発光層１６４内へ効率良く輸送し、有機発光層１６４と正孔注入層１６２との界面での励起子の失活防止をし、さらには電子をブロックする機能を有する。
【００４７】
なお、正孔輸送層１６３は、その隣接層である正孔注入層１６２や有機発光層１６４の材料により、省略される場合がある。
【００４８】
有機発光層１６４は、正孔輸送層１６３の表面上に形成され、正孔と電子が注入され再結合されることにより励起状態が生成され発光する機能を有する。有機発光層１６４としては、低分子有機材料だけでなく、インクジェットやスピンコートのような湿式製膜法で製膜できる発光性の高分子有機材料も適用される。
【００４９】
バンク層１６５は、正孔注入層１６２の表面上に形成され、湿式製膜法を用いて形成される正孔輸送層１６３及び有機発光層１６４を所定の領域に形成するバンクとしての機能を有する。
【００５０】
電子注入層１６６は、有機発光層１６４の上に形成され、有機発光層１６４への電子注入の障壁を低減し発光層１０２の駆動電圧を低電圧化すること、励起子失活を抑制する機能を有する。これにより、電子注入を安定化し素子を長寿命化すること、透明陰極１６７との密着を強化し発光面の均一性を向上させ素子欠陥を減少させることが可能となる。
【００５１】
透明陰極１６７は、電子注入層１６６の表面上に積層され、陽極１６１に対して負の電圧を発光層１０２に印加し、電子を素子内（特に有機発光層１６４）に注入する機能を有する。
【００５２】
透明封止膜１１０は、透明陰極１６７の表面上に形成され、水分から素子を保護する機能を有する。また、透明封止膜１１０は、透明であることが要求される。
【００５３】
以上説明した発光画素１５の構造により、有機ＥＬ表示装置１は、アクティブマトリクス型の表示装置としての機能を有する。
【００５４】
上記構成において、走査線１４１に走査信号が入力され、選択トランジスタ１８をオン状態にすると、データ線１３１を介して供給された、発光階調に対応した輝度信号がコンデンサ１９に書き込まれる。そして、コンデンサ１９に書き込まれた保持電圧は、１フレーム期間を通じて保持され、この保持電圧により、駆動トランジスタ１７のコンダクタンスがアナログ的に変化し、発光階調に対応した駆動電流が有機ＥＬ素子１６のアノードに供給される。さらに、有機ＥＬ素子１６のアノードに供給された駆動電流は、有機ＥＬ素子１６のカソードへと流れる。これにより、有機ＥＬ素子１６が発光し画像として表示される。このとき、有機ＥＬ素子１６のアノードには、順バイアス電圧が印加されていることになる。
【００５５】
なお、上述した発光画素の回路構成は、図２Ａに記載された回路構成に限定されない。選択トランジスタ１８、駆動トランジスタ１７は、輝度信号の電圧値に応じた駆動電流を有機ＥＬ素子１６に流すために必要な回路構成要素であるが、上述した形態に限定されない。また、上述した回路構成要素に、別の回路構成要素が付加される場合も、本発明に係る有機ＥＬ表示装置の発光画素回路に含まれる。
【００５６】
アクティブマトリクス型の有機ＥＬ表示装置では、発光画素の構造が微細化、薄型化されるほど、また、発光画素数が増加するほど、微細加工を必要とする製造工程において、有機ＥＬ素子のアノード−カソード間の短絡や開放といった電気的な不具合が発生してしまう。
【００５７】
図２Ｂは、有機ＥＬ表示装置の有する欠陥画素の回路構成図である。同図に記載された回路構成は、有機ＥＬ素子のアノード−カソード間が短絡している状態を表している。つまり、図２Ａに記載された回路構成と比較して、有機ＥＬ素子４６のアノードとカソードとの間に電気的導通状態を実現する短絡成分４７が並列接続されている点が異なる。ここで、有機ＥＬ素子４６が短絡している状態とは、短絡成分４７の抵抗値が低抵抗状態である場合に、有機ＥＬ素子４６は短絡状態であると定義する。有機ＥＬ素子４６のアノード−カソード間が短絡状態である場合の一例としては、図３に示された有機発光層１６４の膜厚の不均一性により、有機発光層１６４を挟む正孔輸送層１６３と電子注入層１６６とが有機発光層１６４内に生じたピンホールを介して点接触している場合などが想定される。
【００５８】
図２Ｂに示された欠陥画素に、信号電圧に対応した順方向バイアス電圧が印加されても、短絡成分４７を短絡電流が流れてしまうため、有機ＥＬ素子４６には順方向バイアス電圧に対応した電流が流れず正常発光しない。
【００５９】
有機ＥＬ表示パネルの表示品質を確保するためには、短絡成分４７を有する欠陥画素の流出を防止し、当該欠陥画素を確実に上記リペア工程へまわすことが必要である。短絡成分４７を除去するリペア工程として、例えば、短絡成分４７の存在箇所にレーザーを照射することが挙げられる。これにより、レーザーリペアされた画素に順バイアス電圧をかけて通常発光させた場合、リペアされた部分は黒点となるが、その他の発光領域において正常発光がなされる。
【００６０】
上記欠陥画素を検出する方法としては、有機ＥＬ素子に逆バイアス電圧を印加してリーク発光する発光点を検出する方法が挙げられる。正常発光画素では、上記逆バイアス電圧により有機ＥＬ素子に電流は流れないが、短絡成分４７を有する有機ＥＬ素子では、リーク電流によるリーク発光が短絡箇所で観測される。
【００６１】
従来の方法では、このリーク発光状態を撮像して得られた画像により、発光画素中のリーク発光点を特定する。しかしながら、逆バイアス電圧を印加することによるリーク発光状態は、時間経過と共に変化するため、撮像タイミングによっては検出できない発光が存在し、リーク発光が生じている欠陥画素が、リペア工程へまわされずに、そのまま流出してしまう。
【００６２】
本発明の有機ＥＬ表示装置の検査方法では、逆バイアス電圧を印加することによる発光状態が時間経過と共に変化しても、画素欠陥が流出することを防止することが可能となる。
【００６３】
次に、本発明の実施の形態に係る有機ＥＬ表示装置１の検査方法について説明する。
【００６４】
図４は、実施の形態に係る有機ＥＬ表示装置の検査システムのブロック構成図である。同図に記載された検査システムは、制御装置２０と、モニタ２１と、ソースメータ２２と、ＸＹステージコントローラ２３と、ＸＹステージ２４と、ＣＣＤカメラ２５とを備える。また、同図には、有機ＥＬ表示装置１の有する表示部１２の発光状態をＣＣＤカメラ２５で撮像している様子が描かれている。
【００６５】
制御装置２０は、ソースメータ２２に対し、表示部１２の有する各発光画素１５へ、予め定められた期間に逆バイアス電圧を印加させる。また、制御装置２０は、ＸＹステージコントローラ２３に対し、ＣＣＤカメラ２５が撮像対象となる発光画素の発光状態を撮像できるよう、ＸＹステージ２４を移動させる。また、制御装置２０は、ＣＣＤカメラ２５に対し、上記期間内に撮像対象となる発光画素の発光状態を撮像させ、ＣＣＤカメラ２５から撮像画像を取得する。また、制御装置２０は、上記期間内に、全ての発光画素１５から、または、複数の発光画素１５から発光される光を撮像して得られた画像から、リーク発光した発光点を特定する。また、制御装置２０は、上述した逆バイアス電圧印加及び上記発光点の特定という工程を複数回実行させ、２回以上の当該工程で同一の発光点が特定された場合に、当該発光点を含む発光画素を欠陥画素と判定する。また、制御装置２０は、判定した欠陥画素の情報をモニタ２１へ表示する。
【００６６】
図５は、本発明の実施の形態に係る有機ＥＬ表示装置の検査方法を説明する動作フローチャートである。本検査方法では、有機ＥＬ表示装置の有する発光画素のうち、有機ＥＬ素子が短絡状態となっている欠陥画素を高精度に特定する。
【００６７】
最初に、制御装置２０は、検査対象の発光画素１５に所定の逆バイアス電圧を印加する（Ｓ０１）。具体的には、制御装置２０は、ソースメータ２２から、検査対象の発光画素１５へ所定の時間、一定の逆バイアス電圧を印加させる。これにより、撮像する所定の時間において、有機ＥＬ素子１６に印加される逆バイアス電圧の電圧値が変動しないため、リーク発光を確実にとらえることができる。なお、本発明においては、順バイアス電圧と逆バイアス電圧が交互に印加されるような、交流電圧を用いた電圧の印加は行わない。例えば、表示部１２の全ての駆動トランジスタ１７のドレイン電極、全ての有機ＥＬ素子１６のカソード電極、全ての駆動トランジスタ１７のゲート電極をそれぞれ束ねた共通端子をパネル端部に設け、当該各共通端子とソースメータ２２とを端子接続する。これにより、有機ＥＬ素子１６のカソード電極（Ｋ）に１５Ｖ〜２５Ｖの電圧を印加し、駆動トランジスタ１７のドレイン電極（Ｄ）をＧＮＤ電位とする。また、この間には、有機ＥＬ素子の逆方向リーク電流によるリーク発光の有無を観測するため、駆動トランジスタ１７がオン状態であることが必要である。よって、この間には、駆動トランジスタ１７のゲート電極（Ｇ）には、例えば、０Ｖを印加する。また、本方式で有機ＥＬ素子のリーク発光を検出する場合、駆動トランジスタ１７が飽和領域である条件下で、逆バイアス電圧が有機ＥＬ素子１６に印加されることが好ましい。これにより、リーク発光の検出において、駆動トランジスタ１７の特性バラツキの影響を抑えることができる。
【００６８】
また、例えば、表示部１２の全ての有機ＥＬ素子１６のカソード電極、及びアノード電極をそれぞれ束ねた共通端子をパネル端部に設け、当該各共通端子とソースメータ２２とを端子接続する。これにより、有機ＥＬ素子１６のカソード電極（Ｋ）に１５Ｖ〜２５Ｖの電圧を印加し、カソード電極（Ｋ）をＧＮＤ電位とする。
【００６９】
また、例えば、表示部１２の有する各発光画素１５の全端子にプローブをコンタクトし、全面または選択エリアへ所定の逆バイアス電圧を印加する。この場合、表示部１２全体に配置された全端子にテストピンを接触させ、マルチプレクサなどのスイッチ動作により検査対象の欠陥画素と比較対象の正常画素とを特定してもよい。あるいは、検査対象の発光画素への配線だけにテストピンを接触させて測定し、表示部１２上を移動して対象画素にテストピンを接触させてもよい。あるいは、複数の発光画素単位である１ブロックほどの複数ピンを有し、表示部１２上を可動できるプローブを備えてもよい。
【００７０】
次に、制御装置２０は、ステップＳ０１で逆バイアス電圧が印加されている期間に閾値強度以上のリーク発光をした発光点を特定する（Ｓ０２）。以下、ステップＳ０２における動作を詳細に説明する。
【００７１】
図６は、本発明の実施の形態に係る有機ＥＬ表示装置の検査方法におけるステップＳ０２を説明する動作フローチャートである。
【００７２】
まず、制御装置２０は、ＣＣＤカメラ２５に対し、上記逆バイアス電圧の印加期間における、検査対象の発光画素１５の発光状態をカメラ撮像させる（Ｓ０２１）。なお、逆バイアス電圧印加によるリーク発光は微弱であるため、上記カメラ撮像は完全遮光環境にて実行されることが好ましい。また、上記カメラ撮像の露光時間は５〜６０秒が好ましく、Ｓ／Ｎ比によって当該露光時間の条件を最適化することが望ましい。これにより、適度な検出期間内にて高精度な発光点検出を実現でき、結果として、高精度な欠陥画素検出を実現することが可能となる。上記露光時間が長すぎると、微弱なリーク発光による輝度値が平均化され、またノイズレベルが上昇してＳ／Ｎ比が小さくなってしまう。また、上記期間が短すぎると、欠陥画素からのリーク発光による輝度値の絶対値が小さく十分な信号強度が得られない。
【００７３】
上述したステップＳ０１及びステップＳ０２１は、複数の発光画素に対し、逆バイアス電圧を印加した状態で、所定の時間、発光画素を撮像する第１のステップに相当する。
【００７４】
次に、制御装置２０は、ステップＳ０２１におけるカメラ撮像により取得した画像を画像処理し、各撮像点の撮像情報である（座標、発光強度）を抽出する（Ｓ０２２）。
【００７５】
図７は、本発明の実施の形態に係る有機ＥＬ表示装置の検査方法におけるステップＳ０２１で取得した画像を表す図である。ＣＣＤカメラ２５の有する各撮像素子は、発光画素１５（図７ではＲ、Ｇ、Ｂで示されるサブ画素）よりも十分小さい。従って、有機ＥＬ素子の領域内に点在する可能性のあるリーク発光点を検出する精度を有しており、上記画像が画像処理されることにより、各撮像点である各撮像素子に対し撮像情報（座標、発光強度）が対応づけられる。
【００７６】
また、図７には、リーク発光点Ｌが他の領域よりも高い輝度で発光している場合が描かれている。ここで、各撮像点をリーク発光点と特定するか否かの判断手法を説明する。
【００７７】
まず、上記逆バイアス電圧の印加期間において、同時に撮像した複数の発光画素についての平均輝度を算出する。具体的には、同時に撮像した複数の発光画素の領域内にある撮像点の発光強度の総和を、同時に撮像した複数の発光画素の領域内にある撮像点の数で除算した値を、複数の発光画素についての平均輝度とする。これを、ノイズ平均値とする。
【００７８】
次に、上記ノイズ平均値にオフセット値が加算された値を閾値強度とする。ここで、オフセット値とは、リーク発光点を高精度に特定するために必要なＳ／Ｎ比により決定される値であり、検出システムや表示パネル間の特性ばらつきなどにより設定変更が可能である。
【００７９】
次に、上記撮像画像における各撮像点の撮像情報から、上記閾値強度以上の発光をした発光点を、リーク発光点と特定する。つまり、閾値強度で各撮像点の発光強度を２値化して、リーク発光点の当否を判断する。
【００８０】
なお、ステップＳ０２で使用するＣＣＤカメラ２５は、冷却型ＣＣＤカメラが好ましい。これにより、微弱な有機ＥＬ素子のリーク発光の撮像においても、所定のＳ／Ｎ比を確保することができる。よって、検査時におけるノイズを排除し、欠陥画素の検出精度が向上する。
【００８１】
また、表示部１２全面の撮像が出来るように、カメラ視野に応じて複数台のＣＣＤカメラ２５が設置され、各カメラからの撮像画像を処理してもよい。
【００８２】
また、表示部１２の一部のエリアについて撮像し、順次エリア走査させて取得した画像を処理してもよい。
【００８３】
上述したステップＳ０２２は、ステップＳ０１及びステップＳ０２１において、閾値強度以上のリーク発光をした発光点を特定する第２のステップに相当する。
【００８４】
再び図５に記載された動作フローチャートに戻って本発明の実施の形態に係る有機ＥＬ表示装置の検査方法を説明する。
【００８５】
次に、制御装置２０は、ステップＳ０１における所定の逆バイアス電圧印加、及びステップＳ０２におけるリーク発光点の特定を、同様の検査対象発光画素について複数回実行する。
【００８６】
上記ステップＳ０１及びステップＳ０２を複数回実行した場合（ステップＳ０３でＹｅｓ）、複数回のステップＳ０２中の２回以上のステップで同一のリーク発光点が特定された場合（ステップＳ０４でＹｅｓ）に、当該リーク発光点を含む発光画素１５を欠陥画素と判定する（Ｓ０５）。また、複数回のステップＳ０２中の２回以上のステップで同一のリーク発光点が特定されなかった場合（ステップＳ０４でＮｏ）、１回のみのステップで特定されたリーク発光点をノイズとみなす（Ｓ０６）。つまり、１回のみのステップで特定されたリーク発光点のみを含む発光画素及びリーク発光点が特定されなかった発光画素を正常画素と判定する。
【００８７】
上述したステップＳ０４及びステップＳ０５は、ステップＳ０１及びステップＳ０２を複数回繰り返した後、当該複数回のステップＳ０２２のうちの２回以上のステップで同一の発光点が特定された場合に、当該発光点を含む発光画素を欠陥画素と判定する第３のステップに相当する。
【００８８】
なお、複数回のステップＳ０１のうちの最初のステップＳ０１の開始から、最後のステップＳ０１の終了まで、発光画素に印加する逆バイアス電圧の電圧値を変化させないものとすることが好ましい。あるいは、この代わりに、ステップＳ０１における発光画素への逆バイアス電圧の印加と、ステップＳ０２１における発光画素の撮像とを同期させて行ってもよい。
【００８９】
また、ステップＳ０１及びＳ０２の繰り返し回数は、３〜１０回であることが好ましい。これにより、適度な検出期間内にて高精度な欠陥画素検出を実現することが可能となる。上記繰り返し回数が２回の場合、全２回においてリーク発光点と特定された発光点を有する発光画素のみが欠陥画素と判定されることになり、リーク発光が経時変化する発光点を有する発光画素を正常画素として流出させる確率が非常に高くなる。一方、上記繰り返し回数が１１回以上の場合、検出時間が長くなるので、製造工程の一環とした場合には製造コストが増加するので適切ではない。
【００９０】
さらに、経時変化する発光を撮像するにあたり、上記ステップＳ０１及びステップＳ０２は、所定時間内に繰り返されることが好ましい。
【００９１】
図８Ａ〜図８Ｄは、本発明の有機ＥＬ表示装置の検査方法にて判定された欠陥画素の有するリーク発光点の特性を表すグラフである。図８Ａ〜図８Ｄに記載された各棒グラフ中の１データは、表示部１２の全ての発光画素１５に逆バイアス電圧を印加し、３０秒間の発光状態をＣＣＤカメラ２５で露光撮像して取得した画像から抽出した一の撮像点の発光強度である。また、各棒グラフ中の複数のデータは、同一の撮像点について、上述した３０秒間の発光による当該撮像点の発光強度を１０回取得した結果を示している。
【００９２】
なお、上記図８Ａから図８Ｄに記載されたグラフにおいて、リーク発光と特定する発光レベルの閾値強度を、５００ｃｄと設定している。この場合、例えば、上記逆バイアス電圧の印加期間において、全ての発光画素１５についての平均輝度を算出する。具体的には、同時に撮像した全ての発光画素１５の領域内にある撮像点の発光強度の総和を、同時に撮像した全ての発光画素１５の領域内にある撮像点の数で除算した値を、全ての発光画素１５についてのノイズ平均値とする。ここで、ノイズ平均値として、例えば、４００ｃｄ／ｍ2が得られたとする。上記ノイズ平均値にオフセット値が加算された値を閾値強度とする。ここで、オフセット値とは、リーク発光点を高精度に特定するために必要なＳ／Ｎ比により決定される値であり、例えば、１００ｃｄ／ｍ2である。以上により、閾値強度は、例えば、４００ｃｄ／ｍ2＋１００ｃｄ／ｍ2＝５００ｃｄ／ｍ2と算出される。
【００９３】
図８Ａに記載されたグラフが表す撮像点は、時間の経過とともに発光が消滅していくモードであり、連続した１０回の発光動作中、前半の発光動作にて発光が検出されている。かかる発光を示す原因としては、逆バイアスの印加により次第に形成される低抵抗部を電流が流れるようになることによって、リーク発光を生じなくなるものと推測される。本発明は、かかる発光モードを示す発光画素についても、確実に不良画素と判定することができる。
【００９４】
また、図８Ｂに記載されたグラフが表す撮像点は、時間の経過に関係なく発光が継続的であるモードであり、連続した１０回の発光動作にわたって、発光が検出されている。
【００９５】
また、図８Ｃに記載されたグラフが表す撮像点は、時間の経過とともに発光が頻発するモードであり、連続した１０回の発光動作中、後半の発光動作にて発光が頻繁に検出されている。
【００９６】
また、図８Ｄに記載されたグラフが表す撮像点は、発光が非連続的であるモードであり、連続した１０回の発光動作にわたり、ランダムに発光が検出されている。
【００９７】
つまり、図８Ａ〜図８Ｄに記載されたグラフによるリーク発光点の検出方法では、ステップＳ０１における所定の逆バイアス電圧印加、及びステップＳ０２におけるリーク発光点の特定を、同様の検査対象発光画素について１０回実行している。図８Ａ〜図８Ｄに記載されたグラフが表すいずれの撮像点も、１０回の繰り返し動作中２回以上の発光が検出されていることから、リーク発光点であると特定される。
【００９８】
図９は、本発明の有機ＥＬ表示装置の検査方法にて、リーク発光点と判定されない撮像点の特性を表すグラフである。同図に、記載されたグラフが表す撮像点は、１０回の繰り返し動作中１回のみの発光が検出されていることから、当該撮像点はリーク発光点ではないと判定される。
【００９９】
図８Ａ〜図８Ｄの結果から、ステップＳ０１及びＳ０２の繰り返し回数が増加するほど、経時変化する発光を見逃さず確実に検出することが可能となる。例えば、上記繰り返し回数を３回とした場合、図８Ｃの後発発光モードである撮像点を有する発光画素は欠陥画素と判定されない。これに対し、上記繰り返し回数を４回以上とした場合、図８Ｃの撮像点は２回以上リーク発光点と特定されるので、当該撮像点を有する発光画素は欠陥画素と判定される。また、上記繰り返し回数の中で、２回以上リーク発光点であると特定された撮像点を含む発光画素を欠陥画素と判定することで、検出精度を向上させることが可能となる。
【０１００】
最後に、制御装置２０は、ステップＳ０５で欠陥画素と判定された発光画素１５をモニタ２１に表示する（Ｓ０７）。
【０１０１】
以上のステップによる、本発明の実施の形態に係る有機ＥＬ表示装置の検査方法によれば、逆バイアス電圧印加による複数回の発光点特定ステップのうち、２回以上の当該ステップで同一の発光点が特定された場合に、当該発光点を含む発光画素を欠陥画素と判定する。
【０１０２】
従来、有機ＥＬ素子に逆バイアスを印加し、完全遮光状態でリーク発光を撮像することによりショートなどの欠陥を有する発光画素が検出されている。しかしながら、撮像する発光が時間経過と共に変化するため撮像タイミングによっては検出できない画素欠陥が存在する。
【０１０３】
本態様によれば、経時変化を伴う点滅状態の発光や後発的な発光も含めて撮像することができる。また、検査時におけるノイズを排除し、欠陥画素の検出精度が向上する。つまり、複数回の撮像を所定時間中繰返し行い、それぞれの撮像画像から発光点の座標及び発光強度を抽出し、それぞれを比較し、複数回同じ発光が得られている発光点は欠陥位置と判断し、１回のみの発光が得られている発光点は正常（ノイズ）と判断する。よって、欠陥の流出を防ぐことができ、高い信頼性の有機ＥＬ表示装置を製造することが可能となる。
【０１０４】
また、微弱な有機ＥＬ素子のリーク発光の撮像において、撮像状況に応じてノイズレベルを設定できる。また、このノイズレベルと、検出システムや表示パネル間の特性ばらつきなどにより設定変更が可能なオフセット値とから、リーク発光点を特定するための閾値強度を設定できるので、撮像状況やリーク発光状況に対応した高精度な欠陥画素検出を実現することが可能となる。
【０１０５】
また、上述した、有機ＥＬ表示装置の検査方法、つまりステップＳ０１〜ステップＳ０７は、有機ＥＬ表示装置の製造方法の一部にも適用される。これによれば、短絡状態にある欠陥画素について、本発明に係る検査方法により高精度に検出された欠陥画素を、後続するリペア工程にまわすことにより、高品質の有機ＥＬ表示装置を製造することが可能となる。
【０１０６】
以上、実施の形態に基づいて本発明に係る有機ＥＬ表示装置の検査方法を説明してきたが、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではない。実施の形態における任意の構成要素を組み合わせて実現される別の実施の形態や、実施の形態に対して本発明の主旨を逸脱しない範囲で当業者が思いつく各種変形を施して得られる変形例も本発明に含まれる。
【０１０７】
なお、図４に記載された検出システムにおいて、ソースメータ２２の代わりに、有機ＥＬ表示装置１の有するデータ線駆動回路１３及び走査線駆動回路１４から、検査対象の発光画素を選択して逆バイアス電圧を印加してもよい。
【０１０８】
また、上述した実施の形態では、有機ＥＬ表示装置１の製造工程における表示部１２に本発明に係る検査工程を適用した場合を説明したが、有機ＥＬ表示装置１の完成後に本発明に係る検査工程を適用しても同様の効果を奏することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【０１０９】
本発明の有機ＥＬ表示装置の検査方法は、大画面及び高解像度が要望される薄型テレビ及びパーソナルコンピュータのディスプレイなどの技術分野に有用である。
【符号の説明】
【０１１０】
１    有機ＥＬ表示装置
１１    制御部
１２    表示部
１３    データ線駆動回路
１４    走査線駆動回路
１５    発光画素
１６、４６    有機ＥＬ素子
１７    駆動トランジスタ
１８    選択トランジスタ
１９    コンデンサ
２０    制御装置
２１    モニタ
２２    ソースメータ
２３    ＸＹステージコントローラ
２４    ＸＹステージ
２５    ＣＣＤカメラ
４７    短絡成分
１００    基板
１０１    駆動回路層
１０２    発光層
１１０    透明封止膜
１３１    データ線
１４１    走査線
１５１    正電源線
１５２    負電源線
１６１    陽極
１６２    正孔注入層
１６３    正孔輸送層
１６４    有機発光層
１６５    バンク層
１６６    電子注入層
１６７    透明陰極
【図１】
2011135823.tif 000003
【図２Ａ】
2011135823.tif 000004
【図２Ｂ】
2011135823.tif 000005
【図３】
2011135823.tif 000006
【図４】
2011135823.tif 000007
【図５】
2011135823.tif 000008
【図６】
2011135823.tif 000009
【図７】
2011135823.tif 000010
【図８Ａ】
2011135823.tif 000011
【図８Ｂ】
2011135823.tif 000012
【図８Ｃ】
2011135823.tif 000013
【図８Ｄ】
2011135823.tif 000014
【図９】
2011135823.tif 000015
【手続補正書】
【提出日】平成24年9月18日(2012.9.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機ＥＬ表示装置の検査方法に関し、特にリペア可能な有機ＥＬ素子を有する有機ＥＬ表示装置の検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電流駆動型の発光素子を用いた画像表示装置として、有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、有機ＥＬ素子と記す。）を用いた有機ＥＬディスプレイが知られている。この有機ＥＬディスプレイは、視野角特性が良好で、消費電力が少ないという利点を有するため、次世代のＦＰＤ（Ｆｌａｔ  Ｐａｎｅｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）候補として注目されている。
【０００３】
通常、画素を構成する有機ＥＬ素子はマトリクス状に配置される。例えば、アクティブマトリクス型の有機ＥＬディスプレイでは、複数の走査線と複数のデータ線との交点に薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）が設けられ、このＴＦＴに保持容量素子（コンデンサ）及び駆動トランジスタのゲートが接続されている。そして、選択した走査線を通じてこのＴＦＴをオンさせ、データ線からのデータ信号を駆動トランジスタ及び保持容量素子に入力し、その駆動トランジスタ及び保持容量素子によって有機ＥＬ素子の発光タイミングを制御する。この画素駆動回路の構成により、アクティブマトリクス型の有機ＥＬディスプレイでは、次の走査（選択）まで有機ＥＬ素子を発光させることが可能であるため、デューティ比が上がってもディスプレイの輝度減少を招くようなことはない。しかしながら、アクティブマトリクス型の有機ＥＬディスプレイでは、発光画素の構造が微細化、薄型化されるほど、また、発光画素数が増加するほど、微細加工を必要とする製造工程において、有機ＥＬ素子の短絡や開放といった電気的な不具合が発生してしまう。
【０００４】
これに対し、有機ＥＬ素子に起因する欠陥画素を検出する技術が特許文献１に開示されている。特許文献１では、有機ＥＬ素子に逆バイアスを印加する手段と、完全遮光状態で有機ＥＬ素子からのリーク発光状態を撮像する手段と、撮像画像を検査する手段とを備えた検査装置において、撮像画像から所定の輝度以上のリーク発光を検出する。これにより、有機ＥＬ素子の潜在的な不良箇所を短時間で検査して、有機ＥＬ素子全体が良品か否かを判定でき、当該検査装置が量産検査装置として使用できるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２１４４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載された欠陥部の検出方法では、逆バイアス電圧を印加することによる発光状態は時間経過と共に変化するため、撮像タイミングによっては検出できない発光が存在し、リーク発光が生じている画素欠陥が流出してしまう。
【０００７】
すなわち、本願発明者が新たに発見した知見によれば、欠陥部のなかには、逆バイアス電圧の印加を開始した初期においては、リーク発光が生じるものの、やがてリーク発光が消失してしまうようなものや、反対に、逆バイアス電圧の印加を開始した初期においては、リーク発光が生じないものの、やがてリーク発光が生じるようなものも存在するため、特許文献１に記載された検出方法では、かかる欠陥部を特定することができない。
【０００８】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、逆バイアス電圧を印加することによる発光状態が時間経過と共に変化しても、画素欠陥が流出しない有機ＥＬ表示装置の検査方法及び製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る有機ＥＬ表示装置の検査方法は、有機ＥＬ素子を有する複数の発光画素を備えた有機ＥＬ表示装置の検査方法であって、前記複数の発光画素に対し、逆バイアス電圧を印加した状態で、所定の時間、前記発光画素を撮像する第１のステップと、前記第１のステップにおいて、閾値強度以上のリーク発光をした発光点を特定する第２のステップと、前記第１のステップ及び前記第２のステップを複数回繰り返した後、前記複数回の第２のステップのうちの２回以上のステップで同一の前記発光点が特定された場合に、当該発光点を含む発光画素を欠陥画素と判定する第３のステップとを含み、前記閾値強度を、前記第１のステップにおいて前記複数の発光画素全体からの同時発光を撮像することにより得られた、前記複数の発光画素の平均輝度に基づいて決定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の有機ＥＬ表示装置の検査方法及び製造方法によれば、逆バイアス電圧印加によるリーク発光が、初期のみ生じるものや、点滅するもの、あるいは後発的に生じるものであっても、欠陥画素と判定することができるので、欠陥画素の流出を防ぐことができ、高精度に有機ＥＬ表示装置を製造すること、及び、高品質の有機ＥＬ表示装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、実施の形態に係る有機ＥＬ表示装置の構成を示す機能ブロック図である。
【図２Ａ】図２Ａは、有機ＥＬ表示装置の有する正常な発光画素の回路構成図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、有機ＥＬ表示装置の有する欠陥画素の回路構成図である。
【図３】図３は、実施の形態に係る発光画素の構造断面図である。
【図４】図４は、実施の形態に係る有機ＥＬ表示装置の検査システムのブロック構成図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態に係る有機ＥＬ表示装置の検査方法を説明する動作フローチャートである。
【図６】図６は、本発明の実施の形態に係る有機ＥＬ表示装置の検査方法におけるステップＳ０２を説明する動作フローチャートである。
【図７】図７は、本発明の実施の形態に係る有機ＥＬ表示装置の検査方法におけるステップＳ０２１で取得した画像を表す図である。
【図８Ａ】図８Ａは、本発明の有機ＥＬ表示装置の検査方法にて判定された欠陥画素のリーク発光が、時間の経過とともに消滅していくモードを表すグラフである。
【図８Ｂ】図８Ｂは、本発明の有機ＥＬ表示装置の検査方法にて判定された欠陥画素のリーク発光が時間の経過に関係なく継続的であるモードを表すグラフである。
【図８Ｃ】図８Ｃは、本発明の有機ＥＬ表示装置の検査方法にて判定された欠陥画素のリーク発光が時間の経過とともに頻発するモードを表すグラフである。
【図８Ｄ】図８Ｄは、本発明の有機ＥＬ表示装置の検査方法にて判定された欠陥画素のリーク発光が非連続的であるモードを表すグラフである。
【図９】図９は、本発明の有機ＥＬ表示装置の検査方法にて、リーク発光点と判定されない撮像点の特性を表すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の一態様に係る有機ＥＬ表示装置の検査方法は、有機ＥＬ素子を有する複数の発光画素を備えた有機ＥＬ表示装置の検査方法であって、前記複数の発光画素に対し、逆バイアス電圧を印加した状態で、所定の時間、前記発光画素を撮像する第１のステップと、前記第１のステップにおいて、閾値強度以上のリーク発光をした発光点を特定する第２のステップと、前記第１のステップ及び前記第２のステップを複数回繰り返した後、前記複数回の第２のステップのうちの２回以上のステップで同一の前記発光点が特定された場合に、当該発光点を含む発光画素を欠陥画素と判定する第３のステップとを含み、前記閾値強度を、前記第１のステップにおいて前記複数の発光画素全体からの同時発光を撮像することにより得られた、前記複数の発光画素の平均輝度に基づいて決定するものである。
【００１３】
従来、有機ＥＬ素子に逆バイアス電圧を印加し、完全遮光状態でリーク発光を撮像することによりショートなどの欠陥を有する発光画素が検出されている。しかしながら、撮像する発光が時間経過と共に変化するため撮像タイミングによっては検出できない画素欠陥が存在する。
【００１４】
本態様によれば、複数回の第２のステップで特定されたリーク発光点を含む発光画素を欠陥画素と判定するので、点滅状態の発光や後発的な発光も含めて撮像することができる。また、検査時におけるノイズを排除し、欠陥画素の検出精度が向上する。つまり、複数回の撮像を所定時間中繰返し行い、それぞれの撮像画像から発光点の座標及び発光強度を抽出し、それぞれを比較し、複数回同じ発光が得られている発光点は欠陥位置と判断し、１回のみの発光が得られている発光点は正常（ノイズ）と判断する。よって、欠陥の流出を防ぐことができ、高い信頼性の有機ＥＬ表示装置を製造することが可能となる。
【００１５】
また、本発明の一態様に係る有機ＥＬ表示装置の検査方法は、前記第１のステップの、前記発光画素を撮像する前記所定の時間においては、前記逆バイアス電圧の電圧値を一定にすることが好ましい。
【００１６】
本態様によれば、撮像する所定の時間において、発光素子に印加される逆バイアス電圧の電圧値が変動しないため、リーク発光を確実にとらえることができる。なお、本発明においては、順バイアス電圧と逆バイアス電圧が交互に印加されるような、交流電圧を用いた電圧の印加は行わない。
【００１７】
また、本発明の一態様に係る有機ＥＬ表示装置の検査方法では、前記複数回の第１のステップのうちの最初の第１のステップの開始から、最後の第１のステップの終了まで、前記発光画素に印加する前記逆バイアス電圧の電圧値を変化させないものとすることができる。
【００１８】
また、この代わりに、前記第１のステップにおいては、前記発光画素への前記逆バイアス電圧の印加と、前記発光画素の撮像とを同期させて行ってもよい。
【００１９】
また、本発明の一態様に係る有機ＥＬ表示装置の検査方法は、前記第１のステップの、前記発光画素を撮像する前記所定の時間は、５〜６０秒であることが好ましい。
【００２０】
本態様によれば、適度な検出期間内にて高精度な欠陥画素検出を実現することが可能となる。上記期間が長すぎると、欠陥画素からのリーク発光による輝度値が平均化され、またノイズレベルが上昇してＳ／Ｎ比が小さくなってしまう。また、上記期間が短すぎると、欠陥画素からのリーク発光による輝度値の絶対値が小さく十分な信号強度が得られない。
【００２１】
また、本発明の一態様に係る有機ＥＬ表示装置の検査方法は、前記第１のステップ及び第２のステップを、それぞれ３〜１０回繰り返すことが好ましい。
【００２２】
本態様によれば、適度な検出期間にて高精度な欠陥画素検出を実現することが可能となる。上記繰り返し回数が２回の場合、全２回においてリーク発光点と特定された発光点を有する発光画素のみが欠陥画素と判定されることになり、リーク発光が経時変化する発光点を有する発光画素を正常画素として流出させる確率が非常に高くなる。一方、上記繰り返し回数が１１回以上の場合、検出時間が長くなるので、検出工程を製造工程の一環とした場合には製造コストが増加するので適切ではない。
【００２３】
また、本発明の一態様に係る有機ＥＬ表示装置の検査方法は、前記第１のステップでは、冷却型ＣＣＤカメラにより撮像し、前記第２のステップでは、前記第１のステップにおける撮像により得られた画像に基づいてリーク発光した発光点を特定することが好ましい。
【００２４】
本態様によれば、微弱な有機ＥＬ素子のリーク発光の撮像においても、所定のＳ／Ｎ比を確保することができる。よって、検査時におけるノイズを排除し、欠陥画素の検出精度が向上する。
【００２５】
また、本発明の一態様に係る有機ＥＬ表示装置の検査方法は、前記複数回の第２のステップのうちの２回以上のステップで同一の前記発光点が特定され、前記複数回の第２のステップのうちの最後のステップにおいて前記発光点が特定されなかった場合に、前記第３のステップにおいては、当該発光点を含む発光画素を欠陥画素と判定してもよい。
【００２６】
また、本発明の一態様に係る有機ＥＬ表示装置の検査方法は、前記閾値強度を、前記複数の発光画素の平均輝度に基づいて決定してもよい。
【００２７】
また、本発明の一態様に係る有機ＥＬ表示装置の検査方法は、前記第１のステップでは、前記複数の発光画素全体からの同時発光を撮像することにより前記複数の発光画素についての平均輝度をノイズ平均値として算出し、前記第２のステップでは、前記複数の発光画素、または、前記複数の画素の一部から発光される光を撮像して得られた画像から、前記ノイズ平均値に予め定められたオフセット値が加算された値である前記閾値強度以上の発光をした発光点を、リーク発光した発光点と特定するものである。
【００２８】
これらの態様によれば、微弱な有機ＥＬ素子のリーク発光の撮像において、撮像状況に応じてノイズレベルを設定できる。また、このノイズレベルと、任意のオフセット値とから、リーク発光点を特定するための閾値強度を設定できるので、撮像状況やリーク発光状況に対応した高精度な欠陥画素検出を実現することが可能となる。
【００２９】
なお、本発明は、このような特徴的な手段を備える有機ＥＬ表示装置の検査方法として実現することができるだけでなく、有機ＥＬ表示装置の製造方法として実現することができる。
【００３０】
（実施の形態）
本実施の形態における有機ＥＬ表示装置の検査方法は、複数の発光画素に対し、逆バイアス電圧を印加した状態で、所定の時間、前記発光画素を撮像する第１のステップと、第１のステップにおいて、閾値強度以上のリーク発光をした発光点を特定する第２のステップと、第１のステップ及び第２のステップを複数回繰り返した後、２回以上の第２のステップで同一の発光点が特定された場合に、当該発光点を含む発光画素を欠陥画素と判定する第３のステップとを含むものである。これにより、欠陥画素の流出を防ぐことができ、高い信頼性の有機ＥＬ表示装置を製造することが可能となる。
【００３１】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。まず、本発明の検査方法の対象となる有機ＥＬ表示装置の構成について説明する。
【００３２】
図１は、実施の形態に係る有機ＥＬ表示装置の構成を示す機能ブロック図である。同図に記載された有機ＥＬ表示装置１は、制御部１１と、表示部１２と、データ線駆動回路１３と、走査線駆動回路１４とを備える。
【００３３】
制御部１１は、外部から入力される映像信号を発光画素の発光を決定する輝度信号に変換して走査順にデータ線駆動回路１３に出力する。また、制御部１１は、データ線駆動回路１３から出力される輝度信号を出力するタイミング、及び、走査線駆動回路１４から出力される走査信号の出力タイミングを制御する。
【００３４】
データ線駆動回路１３は、各データ線へ、輝度信号を出力することにより、映像信号に対応した発光画素の発光を実現する。
【００３５】
走査線駆動回路１４は、各走査線へ走査信号を出力することにより、発光画素の有する回路素子を所定の駆動タイミングで駆動する。
【００３６】
表示部１２は、複数の発光画素がマトリクス状に配置されている。複数の発光画素のそれぞれは、データ線駆動回路１３からの輝度信号、及び、走査線駆動回路１４からの走査信号に応じて発光する。
【００３７】
図２Ａは、有機ＥＬ表示装置の有する正常な発光画素の回路構成図である。同図に記載された発光画素１５は、有機ＥＬ素子１６と、駆動トランジスタ１７と、選択トランジスタ１８と、コンデンサ１９とを備える。また、発光画素列ごとにデータ線１３１が配置され、発光画素行ごとに走査線１４１が配置され、全発光画素に共通して正電源線１５１及び負電源線１５２が配置されている。選択トランジスタ１８のドレイン電極はデータ線１３１に、選択トランジスタ１８のゲート電極は走査線１４１に、さらに、選択トランジスタ１８のソース電極は、コンデンサ１９及び駆動トランジスタ１７のゲート電極に接続されている。また、駆動トランジスタ１７のドレイン電極は正電源線１５１に接続され、ソース電極は有機ＥＬ素子１６のアノードに接続されている。
【００３８】
ここで、有機ＥＬ素子１６の構造について説明する。
【００３９】
図３は、実施の形態に係る発光画素の構造断面図である。同図に記載された発光画素１５は、基板１００と、駆動回路層１０１と、発光層１０２と、透明封止膜１１０とを備える。
【００４０】
基板１００は、例えば、ガラス基板である。また、基板１００は、樹脂からなるフレキシブル基板を用いることも可能である。基板１００は、駆動回路層１０１とともに、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）基板を構成する。なお、図３に記載されたようなトップエミッション構造の場合には、基板１００は透明である必要はないので、不透明の基板、例えば、シリコン基板を用いることもできる。
【００４１】
駆動回路層１０１は、図示していないが、基板１００の上に形成された駆動トランジスタ１７と、コンデンサ１９と、選択トランジスタ１８とを備える。駆動回路層１０１は、平坦化膜により、その上面の平担性が確保されている。
【００４２】
発光層１０２は、陽極１６１と、正孔注入層１６２と、正孔輸送層１６３と、有機発光層１６４と、バンク層１６５と、電子注入層１６６と、透明陰極１６７とを備える。
【００４３】
図３に記載された発光画素１５は、トップエミッション構造を有している。つまり、発光層１０２に電圧を印加すると、有機発光層１６４で光が生じ、透明陰極１６７及び透明封止膜１１０を通じて光が上方に出射する。また、有機発光層１６４で生じた光のうち下方に向かったものは、陽極１６１で反射され、透明陰極１６７及び透明封止膜１１０を通じて光が上方に出射する。
【００４４】
陽極１６１は、駆動回路層１０１の平坦化膜の表面上に積層され、透明陰極１６７に対して正の電圧を発光層１０２に印加する電極である。
【００４５】
正孔注入層１６２は、陽極１６１の表面上に形成され、正孔を安定的に、又は正孔の生成を補助して、有機発光層１６４へ正孔を注入する機能を有する。これにより、発光層１０２の駆動電圧が低電圧化され、正孔注入の安定化により素子が長寿命化される。
【００４６】
正孔輸送層１６３は、正孔注入層１６２の表面上に形成され、正孔注入層１６２から注入された正孔を有機発光層１６４内へ効率良く輸送し、有機発光層１６４と正孔注入層１６２との界面での励起子の失活防止をし、さらには電子をブロックする機能を有する。
【００４７】
なお、正孔輸送層１６３は、その隣接層である正孔注入層１６２や有機発光層１６４の材料により、省略される場合がある。
【００４８】
有機発光層１６４は、正孔輸送層１６３の表面上に形成され、正孔と電子が注入され再結合されることにより励起状態が生成され発光する機能を有する。有機発光層１６４としては、低分子有機材料だけでなく、インクジェットやスピンコートのような湿式製膜法で製膜できる発光性の高分子有機材料も適用される。
【００４９】
バンク層１６５は、正孔注入層１６２の表面上に形成され、湿式製膜法を用いて形成される正孔輸送層１６３及び有機発光層１６４を所定の領域に形成するバンクとしての機能を有する。
【００５０】
電子注入層１６６は、有機発光層１６４の上に形成され、有機発光層１６４への電子注入の障壁を低減し発光層１０２の駆動電圧を低電圧化すること、励起子失活を抑制する機能を有する。これにより、電子注入を安定化し素子を長寿命化すること、透明陰極１６７との密着を強化し発光面の均一性を向上させ素子欠陥を減少させることが可能となる。
【００５１】
透明陰極１６７は、電子注入層１６６の表面上に積層され、陽極１６１に対して負の電圧を発光層１０２に印加し、電子を素子内（特に有機発光層１６４）に注入する機能を有する。
【００５２】
透明封止膜１１０は、透明陰極１６７の表面上に形成され、水分から素子を保護する機能を有する。また、透明封止膜１１０は、透明であることが要求される。
【００５３】
以上説明した発光画素１５の構造により、有機ＥＬ表示装置１は、アクティブマトリクス型の表示装置としての機能を有する。
【００５４】
上記構成において、走査線１４１に走査信号が入力され、選択トランジスタ１８をオン状態にすると、データ線１３１を介して供給された、発光階調に対応した輝度信号がコンデンサ１９に書き込まれる。そして、コンデンサ１９に書き込まれた保持電圧は、１フレーム期間を通じて保持され、この保持電圧により、駆動トランジスタ１７のコンダクタンスがアナログ的に変化し、発光階調に対応した駆動電流が有機ＥＬ素子１６のアノードに供給される。さらに、有機ＥＬ素子１６のアノードに供給された駆動電流は、有機ＥＬ素子１６のカソードへと流れる。これにより、有機ＥＬ素子１６が発光し画像として表示される。このとき、有機ＥＬ素子１６のアノードには、順バイアス電圧が印加されていることになる。
【００５５】
なお、上述した発光画素の回路構成は、図２Ａに記載された回路構成に限定されない。選択トランジスタ１８、駆動トランジスタ１７は、輝度信号の電圧値に応じた駆動電流を有機ＥＬ素子１６に流すために必要な回路構成要素であるが、上述した形態に限定されない。また、上述した回路構成要素に、別の回路構成要素が付加される場合も、本発明に係る有機ＥＬ表示装置の発光画素回路に含まれる。
【００５６】
アクティブマトリクス型の有機ＥＬ表示装置では、発光画素の構造が微細化、薄型化されるほど、また、発光画素数が増加するほど、微細加工を必要とする製造工程において、有機ＥＬ素子のアノード−カソード間の短絡や開放といった電気的な不具合が発生してしまう。
【００５７】
図２Ｂは、有機ＥＬ表示装置の有する欠陥画素の回路構成図である。同図に記載された回路構成は、有機ＥＬ素子のアノード−カソード間が短絡している状態を表している。つまり、図２Ａに記載された回路構成と比較して、有機ＥＬ素子４６のアノードとカソードとの間に電気的導通状態を実現する短絡成分４７が並列接続されている点が異なる。ここで、有機ＥＬ素子４６が短絡している状態とは、短絡成分４７の抵抗値が低抵抗状態である場合に、有機ＥＬ素子４６は短絡状態であると定義する。有機ＥＬ素子４６のアノード−カソード間が短絡状態である場合の一例としては、図３に示された有機発光層１６４の膜厚の不均一性により、有機発光層１６４を挟む正孔輸送層１６３と電子注入層１６６とが有機発光層１６４内に生じたピンホールを介して点接触している場合などが想定される。
【００５８】
図２Ｂに示された欠陥画素に、信号電圧に対応した順方向バイアス電圧が印加されても、短絡成分４７を短絡電流が流れてしまうため、有機ＥＬ素子４６には順方向バイアス電圧に対応した電流が流れず正常発光しない。
【００５９】
有機ＥＬ表示パネルの表示品質を確保するためには、短絡成分４７を有する欠陥画素の流出を防止し、当該欠陥画素を確実に上記リペア工程へまわすことが必要である。短絡成分４７を除去するリペア工程として、例えば、短絡成分４７の存在箇所にレーザーを照射することが挙げられる。これにより、レーザーリペアされた画素に順バイアス電圧をかけて通常発光させた場合、リペアされた部分は黒点となるが、その他の発光領域において正常発光がなされる。
【００６０】
上記欠陥画素を検出する方法としては、有機ＥＬ素子に逆バイアス電圧を印加してリーク発光する発光点を検出する方法が挙げられる。正常発光画素では、上記逆バイアス電圧により有機ＥＬ素子に電流は流れないが、短絡成分４７を有する有機ＥＬ素子では、リーク電流によるリーク発光が短絡箇所で観測される。
【００６１】
従来の方法では、このリーク発光状態を撮像して得られた画像により、発光画素中のリーク発光点を特定する。しかしながら、逆バイアス電圧を印加することによるリーク発光状態は、時間経過と共に変化するため、撮像タイミングによっては検出できない発光が存在し、リーク発光が生じている欠陥画素が、リペア工程へまわされずに、そのまま流出してしまう。
【００６２】
本発明の有機ＥＬ表示装置の検査方法では、逆バイアス電圧を印加することによる発光状態が時間経過と共に変化しても、画素欠陥が流出することを防止することが可能となる。
【００６３】
次に、本発明の実施の形態に係る有機ＥＬ表示装置１の検査方法について説明する。
【００６４】
図４は、実施の形態に係る有機ＥＬ表示装置の検査システムのブロック構成図である。同図に記載された検査システムは、制御装置２０と、モニタ２１と、ソースメータ２２と、ＸＹステージコントローラ２３と、ＸＹステージ２４と、ＣＣＤカメラ２５とを備える。また、同図には、有機ＥＬ表示装置１の有する表示部１２の発光状態をＣＣＤカメラ２５で撮像している様子が描かれている。
【００６５】
制御装置２０は、ソースメータ２２に対し、表示部１２の有する各発光画素１５へ、予め定められた期間に逆バイアス電圧を印加させる。また、制御装置２０は、ＸＹステージコントローラ２３に対し、ＣＣＤカメラ２５が撮像対象となる発光画素の発光状態を撮像できるよう、ＸＹステージ２４を移動させる。また、制御装置２０は、ＣＣＤカメラ２５に対し、上記期間内に撮像対象となる発光画素の発光状態を撮像させ、ＣＣＤカメラ２５から撮像画像を取得する。また、制御装置２０は、上記期間内に、全ての発光画素１５から、または、複数の発光画素１５から発光される光を撮像して得られた画像から、リーク発光した発光点を特定する。また、制御装置２０は、上述した逆バイアス電圧印加及び上記発光点の特定という工程を複数回実行させ、２回以上の当該工程で同一の発光点が特定された場合に、当該発光点を含む発光画素を欠陥画素と判定する。また、制御装置２０は、判定した欠陥画素の情報をモニタ２１へ表示する。
【００６６】
図５は、本発明の実施の形態に係る有機ＥＬ表示装置の検査方法を説明する動作フローチャートである。本検査方法では、有機ＥＬ表示装置の有する発光画素のうち、有機ＥＬ素子が短絡状態となっている欠陥画素を高精度に特定する。
【００６７】
最初に、制御装置２０は、検査対象の発光画素１５に所定の逆バイアス電圧を印加する（Ｓ０１）。具体的には、制御装置２０は、ソースメータ２２から、検査対象の発光画素１５へ所定の時間、一定の逆バイアス電圧を印加させる。これにより、撮像する所定の時間において、有機ＥＬ素子１６に印加される逆バイアス電圧の電圧値が変動しないため、リーク発光を確実にとらえることができる。なお、本発明においては、順バイアス電圧と逆バイアス電圧が交互に印加されるような、交流電圧を用いた電圧の印加は行わない。例えば、表示部１２の全ての駆動トランジスタ１７のドレイン電極、全ての有機ＥＬ素子１６のカソード電極、全ての駆動トランジスタ１７のゲート電極をそれぞれ束ねた共通端子をパネル端部に設け、当該各共通端子とソースメータ２２とを端子接続する。これにより、有機ＥＬ素子１６のカソード電極（Ｋ）に１５Ｖ〜２５Ｖの電圧を印加し、駆動トランジスタ１７のドレイン電極（Ｄ）をＧＮＤ電位とする。また、この間には、有機ＥＬ素子の逆方向リーク電流によるリーク発光の有無を観測するため、駆動トランジスタ１７がオン状態であることが必要である。よって、この間には、駆動トランジスタ１７のゲート電極（Ｇ）には、例えば、０Ｖを印加する。また、本方式で有機ＥＬ素子のリーク発光を検出する場合、駆動トランジスタ１７が飽和領域である条件下で、逆バイアス電圧が有機ＥＬ素子１６に印加されることが好ましい。これにより、リーク発光の検出において、駆動トランジスタ１７の特性バラツキの影響を抑えることができる。
【００６８】
また、例えば、表示部１２の全ての有機ＥＬ素子１６のカソード電極、及びアノード電極をそれぞれ束ねた共通端子をパネル端部に設け、当該各共通端子とソースメータ２２とを端子接続する。これにより、有機ＥＬ素子１６のカソード電極（Ｋ）に１５Ｖ〜２５Ｖの電圧を印加し、カソード電極（Ｋ）をＧＮＤ電位とする。
【００６９】
また、例えば、表示部１２の有する各発光画素１５の全端子にプローブをコンタクトし、全面または選択エリアへ所定の逆バイアス電圧を印加する。この場合、表示部１２全体に配置された全端子にテストピンを接触させ、マルチプレクサなどのスイッチ動作により検査対象の欠陥画素と比較対象の正常画素とを特定してもよい。あるいは、検査対象の発光画素への配線だけにテストピンを接触させて測定し、表示部１２上を移動して対象画素にテストピンを接触させてもよい。あるいは、複数の発光画素単位である１ブロックほどの複数ピンを有し、表示部１２上を可動できるプローブを備えてもよい。
【００７０】
次に、制御装置２０は、ステップＳ０１で逆バイアス電圧が印加されている期間に閾値強度以上のリーク発光をした発光点を特定する（Ｓ０２）。以下、ステップＳ０２における動作を詳細に説明する。
【００７１】
図６は、本発明の実施の形態に係る有機ＥＬ表示装置の検査方法におけるステップＳ０２を説明する動作フローチャートである。
【００７２】
まず、制御装置２０は、ＣＣＤカメラ２５に対し、上記逆バイアス電圧の印加期間における、検査対象の発光画素１５の発光状態をカメラ撮像させる（Ｓ０２１）。なお、逆バイアス電圧印加によるリーク発光は微弱であるため、上記カメラ撮像は完全遮光環境にて実行されることが好ましい。また、上記カメラ撮像の露光時間は５〜６０秒が好ましく、Ｓ／Ｎ比によって当該露光時間の条件を最適化することが望ましい。これにより、適度な検出期間内にて高精度な発光点検出を実現でき、結果として、高精度な欠陥画素検出を実現することが可能となる。上記露光時間が長すぎると、微弱なリーク発光による輝度値が平均化され、またノイズレベルが上昇してＳ／Ｎ比が小さくなってしまう。また、上記期間が短すぎると、欠陥画素からのリーク発光による輝度値の絶対値が小さく十分な信号強度が得られない。
【００７３】
上述したステップＳ０１及びステップＳ０２１は、複数の発光画素に対し、逆バイアス電圧を印加した状態で、所定の時間、発光画素を撮像する第１のステップに相当する。
【００７４】
次に、制御装置２０は、ステップＳ０２１におけるカメラ撮像により取得した画像を画像処理し、各撮像点の撮像情報である（座標、発光強度）を抽出する（Ｓ０２２）。
【００７５】
図７は、本発明の実施の形態に係る有機ＥＬ表示装置の検査方法におけるステップＳ０２１で取得した画像を表す図である。ＣＣＤカメラ２５の有する各撮像素子は、発光画素１５（図７ではＲ、Ｇ、Ｂで示されるサブ画素）よりも十分小さい。従って、有機ＥＬ素子の領域内に点在する可能性のあるリーク発光点を検出する精度を有しており、上記画像が画像処理されることにより、各撮像点である各撮像素子に対し撮像情報（座標、発光強度）が対応づけられる。
【００７６】
また、図７には、リーク発光点Ｌが他の領域よりも高い輝度で発光している場合が描かれている。ここで、各撮像点をリーク発光点と特定するか否かの判断手法を説明する。
【００７７】
まず、上記逆バイアス電圧の印加期間において、同時に撮像した複数の発光画素についての平均輝度を算出する。具体的には、同時に撮像した複数の発光画素の領域内にある撮像点の発光強度の総和を、同時に撮像した複数の発光画素の領域内にある撮像点の数で除算した値を、複数の発光画素についての平均輝度とする。これを、ノイズ平均値とする。
【００７８】
次に、上記ノイズ平均値にオフセット値が加算された値を閾値強度とする。ここで、オフセット値とは、リーク発光点を高精度に特定するために必要なＳ／Ｎ比により決定される値であり、検出システムや表示パネル間の特性ばらつきなどにより設定変更が可能である。
【００７９】
次に、上記撮像画像における各撮像点の撮像情報から、上記閾値強度以上の発光をした発光点を、リーク発光点と特定する。つまり、閾値強度で各撮像点の発光強度を２値化して、リーク発光点の当否を判断する。
【００８０】
なお、ステップＳ０２で使用するＣＣＤカメラ２５は、冷却型ＣＣＤカメラが好ましい。これにより、微弱な有機ＥＬ素子のリーク発光の撮像においても、所定のＳ／Ｎ比を確保することができる。よって、検査時におけるノイズを排除し、欠陥画素の検出精度が向上する。
【００８１】
また、表示部１２全面の撮像が出来るように、カメラ視野に応じて複数台のＣＣＤカメラ２５が設置され、各カメラからの撮像画像を処理してもよい。
【００８２】
また、表示部１２の一部のエリアについて撮像し、順次エリア走査させて取得した画像を処理してもよい。
【００８３】
上述したステップＳ０２２は、ステップＳ０１及びステップＳ０２１において、閾値強度以上のリーク発光をした発光点を特定する第２のステップに相当する。
【００８４】
再び図５に記載された動作フローチャートに戻って本発明の実施の形態に係る有機ＥＬ表示装置の検査方法を説明する。
【００８５】
次に、制御装置２０は、ステップＳ０１における所定の逆バイアス電圧印加、及びステップＳ０２におけるリーク発光点の特定を、同様の検査対象発光画素について複数回実行する。
【００８６】
上記ステップＳ０１及びステップＳ０２を複数回実行した場合（ステップＳ０３でＹｅｓ）、複数回のステップＳ０２中の２回以上のステップで同一のリーク発光点が特定された場合（ステップＳ０４でＹｅｓ）に、当該リーク発光点を含む発光画素１５を欠陥画素と判定する（Ｓ０５）。また、複数回のステップＳ０２中の２回以上のステップで同一のリーク発光点が特定されなかった場合（ステップＳ０４でＮｏ）、１回のみのステップで特定されたリーク発光点をノイズとみなす（Ｓ０６）。つまり、１回のみのステップで特定されたリーク発光点のみを含む発光画素及びリーク発光点が特定されなかった発光画素を正常画素と判定する。
【００８７】
上述したステップＳ０４及びステップＳ０５は、ステップＳ０１及びステップＳ０２を複数回繰り返した後、当該複数回のステップＳ０２２のうちの２回以上のステップで同一の発光点が特定された場合に、当該発光点を含む発光画素を欠陥画素と判定する第３のステップに相当する。
【００８８】
なお、複数回のステップＳ０１のうちの最初のステップＳ０１の開始から、最後のステップＳ０１の終了まで、発光画素に印加する逆バイアス電圧の電圧値を変化させないものとすることが好ましい。あるいは、この代わりに、ステップＳ０１における発光画素への逆バイアス電圧の印加と、ステップＳ０２１における発光画素の撮像とを同期させて行ってもよい。
【００８９】
また、ステップＳ０１及びＳ０２の繰り返し回数は、３〜１０回であることが好ましい。これにより、適度な検出期間内にて高精度な欠陥画素検出を実現することが可能となる。上記繰り返し回数が２回の場合、全２回においてリーク発光点と特定された発光点を有する発光画素のみが欠陥画素と判定されることになり、リーク発光が経時変化する発光点を有する発光画素を正常画素として流出させる確率が非常に高くなる。一方、上記繰り返し回数が１１回以上の場合、検出時間が長くなるので、製造工程の一環とした場合には製造コストが増加するので適切ではない。
【００９０】
さらに、経時変化する発光を撮像するにあたり、上記ステップＳ０１及びステップＳ０２は、所定時間内に繰り返されることが好ましい。
【００９１】
図８Ａ〜図８Ｄは、本発明の有機ＥＬ表示装置の検査方法にて判定された欠陥画素の有するリーク発光点の特性を表すグラフである。図８Ａ〜図８Ｄに記載された各棒グラフ中の１データは、表示部１２の全ての発光画素１５に逆バイアス電圧を印加し、３０秒間の発光状態をＣＣＤカメラ２５で露光撮像して取得した画像から抽出した一の撮像点の発光強度である。また、各棒グラフ中の複数のデータは、同一の撮像点について、上述した３０秒間の発光による当該撮像点の発光強度を１０回取得した結果を示している。
【００９２】
なお、上記図８Ａから図８Ｄに記載されたグラフにおいて、リーク発光と特定する発光レベルの閾値強度を、５００ｃｄと設定している。この場合、例えば、上記逆バイアス電圧の印加期間において、全ての発光画素１５についての平均輝度を算出する。具体的には、同時に撮像した全ての発光画素１５の領域内にある撮像点の発光強度の総和を、同時に撮像した全ての発光画素１５の領域内にある撮像点の数で除算した値を、全ての発光画素１５についてのノイズ平均値とする。ここで、ノイズ平均値として、例えば、４００ｃｄ／ｍ2が得られたとする。上記ノイズ平均値にオフセット値が加算された値を閾値強度とする。ここで、オフセット値とは、リーク発光点を高精度に特定するために必要なＳ／Ｎ比により決定される値であり、例えば、１００ｃｄ／ｍ2である。以上により、閾値強度は、例えば、４００ｃｄ／ｍ2＋１００ｃｄ／ｍ2＝５００ｃｄ／ｍ2と算出される。
【００９３】
図８Ａに記載されたグラフが表す撮像点は、時間の経過とともに発光が消滅していくモードであり、連続した１０回の発光動作中、前半の発光動作にて発光が検出されている。かかる発光を示す原因としては、逆バイアスの印加により次第に形成される低抵抗部を電流が流れるようになることによって、リーク発光を生じなくなるものと推測される。本発明は、かかる発光モードを示す発光画素についても、確実に不良画素と判定することができる。
【００９４】
また、図８Ｂに記載されたグラフが表す撮像点は、時間の経過に関係なく発光が継続的であるモードであり、連続した１０回の発光動作にわたって、発光が検出されている。
【００９５】
また、図８Ｃに記載されたグラフが表す撮像点は、時間の経過とともに発光が頻発するモードであり、連続した１０回の発光動作中、後半の発光動作にて発光が頻繁に検出されている。
【００９６】
また、図８Ｄに記載されたグラフが表す撮像点は、発光が非連続的であるモードであり、連続した１０回の発光動作にわたり、ランダムに発光が検出されている。
【００９７】
つまり、図８Ａ〜図８Ｄに記載されたグラフによるリーク発光点の検出方法では、ステップＳ０１における所定の逆バイアス電圧印加、及びステップＳ０２におけるリーク発光点の特定を、同様の検査対象発光画素について１０回実行している。図８Ａ〜図８Ｄに記載されたグラフが表すいずれの撮像点も、１０回の繰り返し動作中２回以上の発光が検出されていることから、リーク発光点であると特定される。
【００９８】
図９は、本発明の有機ＥＬ表示装置の検査方法にて、リーク発光点と判定されない撮像点の特性を表すグラフである。同図に、記載されたグラフが表す撮像点は、１０回の繰り返し動作中１回のみの発光が検出されていることから、当該撮像点はリーク発光点ではないと判定される。
【００９９】
図８Ａ〜図８Ｄの結果から、ステップＳ０１及びＳ０２の繰り返し回数が増加するほど、経時変化する発光を見逃さず確実に検出することが可能となる。例えば、上記繰り返し回数を３回とした場合、図８Ｃの後発発光モードである撮像点を有する発光画素は欠陥画素と判定されない。これに対し、上記繰り返し回数を４回以上とした場合、図８Ｃの撮像点は２回以上リーク発光点と特定されるので、当該撮像点を有する発光画素は欠陥画素と判定される。また、上記繰り返し回数の中で、２回以上リーク発光点であると特定された撮像点を含む発光画素を欠陥画素と判定することで、検出精度を向上させることが可能となる。
【０１００】
最後に、制御装置２０は、ステップＳ０５で欠陥画素と判定された発光画素１５をモニタ２１に表示する（Ｓ０７）。
【０１０１】
以上のステップによる、本発明の実施の形態に係る有機ＥＬ表示装置の検査方法によれば、逆バイアス電圧印加による複数回の発光点特定ステップのうち、２回以上の当該ステップで同一の発光点が特定された場合に、当該発光点を含む発光画素を欠陥画素と判定する。
【０１０２】
従来、有機ＥＬ素子に逆バイアスを印加し、完全遮光状態でリーク発光を撮像することによりショートなどの欠陥を有する発光画素が検出されている。しかしながら、撮像する発光が時間経過と共に変化するため撮像タイミングによっては検出できない画素欠陥が存在する。
【０１０３】
本態様によれば、経時変化を伴う点滅状態の発光や後発的な発光も含めて撮像することができる。また、検査時におけるノイズを排除し、欠陥画素の検出精度が向上する。つまり、複数回の撮像を所定時間中繰返し行い、それぞれの撮像画像から発光点の座標及び発光強度を抽出し、それぞれを比較し、複数回同じ発光が得られている発光点は欠陥位置と判断し、１回のみの発光が得られている発光点は正常（ノイズ）と判断する。よって、欠陥の流出を防ぐことができ、高い信頼性の有機ＥＬ表示装置を製造することが可能となる。
【０１０４】
また、微弱な有機ＥＬ素子のリーク発光の撮像において、撮像状況に応じてノイズレベルを設定できる。また、このノイズレベルと、検出システムや表示パネル間の特性ばらつきなどにより設定変更が可能なオフセット値とから、リーク発光点を特定するための閾値強度を設定できるので、撮像状況やリーク発光状況に対応した高精度な欠陥画素検出を実現することが可能となる。
【０１０５】
また、上述した、有機ＥＬ表示装置の検査方法、つまりステップＳ０１〜ステップＳ０７は、有機ＥＬ表示装置の製造方法の一部にも適用される。これによれば、短絡状態にある欠陥画素について、本発明に係る検査方法により高精度に検出された欠陥画素を、後続するリペア工程にまわすことにより、高品質の有機ＥＬ表示装置を製造することが可能となる。
【０１０６】
以上、実施の形態に基づいて本発明に係る有機ＥＬ表示装置の検査方法を説明してきたが、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではない。実施の形態における任意の構成要素を組み合わせて実現される別の実施の形態や、実施の形態に対して本発明の主旨を逸脱しない範囲で当業者が思いつく各種変形を施して得られる変形例も本発明に含まれる。
【０１０７】
なお、図４に記載された検出システムにおいて、ソースメータ２２の代わりに、有機ＥＬ表示装置１の有するデータ線駆動回路１３及び走査線駆動回路１４から、検査対象の発光画素を選択して逆バイアス電圧を印加してもよい。
【０１０８】
また、上述した実施の形態では、有機ＥＬ表示装置１の製造工程における表示部１２に本発明に係る検査工程を適用した場合を説明したが、有機ＥＬ表示装置１の完成後に本発明に係る検査工程を適用しても同様の効果を奏することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【０１０９】
本発明の有機ＥＬ表示装置の検査方法は、大画面及び高解像度が要望される薄型テレビ及びパーソナルコンピュータのディスプレイなどの技術分野に有用である。
【符号の説明】
【０１１０】
１    有機ＥＬ表示装置
１１    制御部
１２    表示部
１３    データ線駆動回路
１４    走査線駆動回路
１５    発光画素
１６、４６    有機ＥＬ素子
１７    駆動トランジスタ
１８    選択トランジスタ
１９    コンデンサ
２０    制御装置
２１    モニタ
２２    ソースメータ
２３    ＸＹステージコントローラ
２４    ＸＹステージ
２５    ＣＣＤカメラ
４７    短絡成分
１００    基板
１０１    駆動回路層
１０２    発光層
１１０    透明封止膜
１３１    データ線
１４１    走査線
１５１    正電源線
１５２    負電源線
１６１    陽極
１６２    正孔注入層
１６３    正孔輸送層
１６４    有機発光層
１６５    バンク層
１６６    電子注入層
１６７    透明陰極
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機ＥＬ素子を有する複数の発光画素を備えた有機ＥＬ表示装置の検査方法であって、
前記複数の発光画素に対し、逆バイアス電圧を印加した状態で、所定の時間、前記発光画素を撮像する第１のステップと、
前記第１のステップにおいて、閾値強度以上のリーク発光をした発光点を特定する第２のステップと、
前記第１のステップ及び前記第２のステップを複数回繰り返した後、前記複数回の第２のステップのうちの２回以上のステップで同一の前記発光点が特定された場合に、当該発光点を含む発光画素を欠陥画素と判定する第３のステップとを含み、
前記閾値強度を、前記第１のステップにおいて前記複数の発光画素全体からの同時発光を撮像することにより得られた、前記複数の発光画素の平均輝度に基づいて決定する
有機ＥＬ表示装置の検査方法。
【請求項２】
前記第１のステップの、前記発光画素を撮像する前記所定の時間においては、
前記逆バイアス電圧の電圧値を一定にする
請求項１に記載の有機ＥＬ表示装置の検査方法。
【請求項３】
前記複数回の第１のステップのうちの最初の第１のステップの開始から、最後の第１のステップの終了まで、前記発光画素に印加する前記逆バイアス電圧の電圧値を変化させない
請求項２に記載の有機ＥＬ表示装置の検査方法。
【請求項４】
前記第１のステップにおいては、前記発光画素への前記逆バイアス電圧の印加と、前記発光画素の撮像とを同期させて行う
請求項１または２に記載の有機ＥＬ表示装置の検査方法。
【請求項５】
前記第１のステップの、前記発光画素を撮像する前記所定の時間は、５〜６０秒である
請求項１〜４のうちいずれか１項に記載の有機ＥＬ表示装置の検査方法。
【請求項６】
前記第１のステップ及び第２のステップを、それぞれ３〜１０回繰り返す
請求項１〜５のうちいずれか１項に記載の有機ＥＬ表示装置の検査方法。
【請求項７】
前記第１のステップでは、冷却型ＣＣＤカメラにより撮像し、
前記第２のステップでは、前記第１のステップにおける撮像により得られた画像に基づいてリーク発光した発光点を特定する
請求項１〜６のうちいずれか１項に記載の有機ＥＬ表示装置の検査方法。
【請求項８】
前記複数回の第２のステップのうちの２回以上のステップで同一の前記発光点が特定され、前記複数回の第２のステップのうちの最後のステップにおいて前記発光点が特定されなかった場合に、
前記第３のステップにおいては、当該発光点を含む発光画素を欠陥画素と判定する
請求項１〜７のうちいずれか１項に記載の有機ＥＬ表示装置の検査方法。
【請求項９】
前記第１のステップでは、前記複数の発光画素全体からの同時発光を撮像することにより前記複数の発光画素についての平均輝度をノイズ平均値として算出し、
前記第２のステップでは、前記複数の発光画素、または、前記複数の画素の一部から発光される光を撮像して得られた画像から、前記ノイズ平均値に予め定められたオフセット値が加算された値である前記閾値強度以上の発光をした発光点を、リーク発光した発光点と特定する
請求項１〜８のうちいずれか１項に記載の有機ＥＬ表示装置の検査方法。
【国際調査報告】
2011135823.tif 000016
2011135823.tif 000017
2011135823.tif 000018
2011135823.tif 000019